안녕하세요 세상 모든 유용한 지식 그 무엇이든을 연재하는 올스인포에요 석유제품을 우리가 많이 사용하면서도 어떻게 만들어지는지 어떤 시설에서 제조되는지 어떻게 나뉘는지 등 상세하게 그리고 핵심만 소개할게요 그럼 시작합니다.
원유 정제 공정은 크게 여러 단계로 나눌 수 있으며, 각 단계는 원유를 다양한 화학물질과 연료로 변환하는 데 중요한 역할을 합니다. 아래는 원유 정제 공정의 중요한 부분에 대한 설명입니다.
- 원유 전처리 원유가 정제 공장에 도착하면, 먼저 불순물을 제거하는 전처리 과정을 거칩니다. 이 단계에서는 물, 미네랄, 다른 불순물을 원유에서 분리하여 처리합니다. 전처리 과정은 후속 공정의 효율성을 높이고 장비의 손상을 방지하는 데 중요합니다.
- 분별 증류 전처리된 원유는 분별 증류 탑으로 이동하여 증류됩니다. 이 과정에서 원유는 여러 온도에서 끓는점이 다른 성분들로 분리됩니다. 가벼운 성분(예: 가솔린, 케로신)은 탑의 상단에서, 무거운 성분(예: 디젤, 윤활유)은 하단에서 수집됩니다.
- 전환 처리 분별 증류를 통해 얻은 제품들은 종종 원하는 사양과 다릅니다. 전환 처리 과정은 이러한 제품들을 화학적으로 변환하여 더 가치 있는 제품으로 만듭니다. 크래킹(원유를 더 가벼운 분자로 분해)과 개질(분자 구조를 변경하여 품질을 향상)이 여기에 포함됩니다.
- 정제 정제 과정에서는 제품에 남아 있는 불순물을 제거합니다. 이를 통해 연료의 품질을 향상시키고 배출 가스를 줄일 수 있습니다. 정제 과정에는 수소화 정제, 탈황, 탈질 등이 포함됩니다.
- 혼합과 포장 최종적으로, 정제된 제품은 사용 목적에 따라 서로 다른 비율로 혼합됩니다. 예를 들어, 가솔린은 다양한 첨가제와 함께 혼합되어 최종 제품의 특성을 결정짓습니다. 이후 제품은 포장되어 시장에 출시됩니다.
- 품질 관리 원유 정제 공정의 마지막 단계는 철저한 품질 관리입니다. 각 단계에서 추출된 제품은 엄격한 품질 기준을 충족해야 하며, 이를 위해 다양한 시험과 분석이 수행됩니다. 품질 관리 과정에서는 제품의 화학적 성분, 물리적 특성, 안전성 등을 검사하여 최종 제품이 규정을 준수하는지 확인합니다.
- 환경 관리 정제 공정에서 발생하는 오염 물질을 관리하고 환경에 미치는 영향을 최소화하는 것이 매우 중요합니다. 이를 위해 정제 공장은 폐기물 처리, 배출 가스 정화, 수질 관리 등의 환경 보호 조치를 시행합니다. 지속 가능한 운영을 위해 재생 에너지 사용과 에너지 효율 개선도 고려됩니다.
정제된 원유 제품은 다양한 용도로 사용되며, 다음과 같은 주요 제품들이 있습니다:
- 가솔린 (휘발유)
- 주로 자동차 연료로 사용되며, 고속 연소가 가능한 특성을 가지고 있습니다.
- 디젤
- 트럭, 버스, 일부 승용차 등의 연료로 사용됩니다. 가솔린보다 에너지 밀도가 높아 연비가 좋습니다.
- 케로신 (등유)
- 항공기 연료로 많이 사용되며, 난방용 등유로도 사용됩니다.
- 항공유
- 주로 제트 엔진 항공기의 연료로 사용됩니다. 높은 안정성과 에너지 밀도를 가지고 있습니다.
- 윤활유
- 엔진, 기계 등의 윤활제로 사용되며, 마찰을 줄이고 기계의 수명을 연장시킵니다.
- 중유
- 선박 연료, 산업용 보일러 연료 등으로 사용됩니다. 점도가 높고 저렴한 연료입니다.
- 아스팔트
- 도로포장, 지붕재 등의 건축 자재로 사용됩니다.
- LPG (액화석유가스)
- 주로 가정용 연료, 산업용 연료, 자동차 연료로 사용됩니다. 프로판과 부탄이 주요 성분입니다.
- 나프타
- 석유화학 공정의 원료로 사용됩니다. 플라스틱, 화학 섬유, 합성 고무 등의 기초 원료입니다.
- 석유 코크스
- 제철소, 시멘트 공장 등에서 연료로 사용되며, 탄소 함량이 높습니다.
원유정제에 사용되는 공정은 아래와 같아요.
- 분별 증류 (Fractional Distillation)
- 원유를 가열하여 여러 성분을 끓는점에 따라 분리하는 과정입니다. 각 성분은 증류 탑의 다른 높이에서 수집됩니다.
- 크래킹 (Cracking)
- 큰 분자들을 더 작은 분자로 분해하는 과정입니다. 열 크래킹과 촉매 크래킹이 있으며, 이를 통해 가솔린과 같은 경질 연료를 생산합니다.
- 개질 (Reforming)
- 저품질의 나프타를 고품질의 가솔린으로 변환하는 과정입니다. 촉매를 사용하여 분자의 구조를 변경합니다.
- 알킬화 (Alkylation)
- 저분자량의 탄화수소를 결합하여 고옥탄가의 가솔린 성분을 만드는 과정입니다. 이를 통해 연료의 품질을 높입니다.
- 이성화 (Isomerization)
- 직쇄형 탄화수소를 가지형 탄화수소로 변환하여 연료의 옥탄가를 높이는 과정입니다. 이를 통해 엔진 성능을 향상시킵니다.
- 수소화 처리 (Hydrotreating)
- 원유 제품에서 황, 질소, 금속 등의 불순물을 제거하는 과정입니다. 수소를 사용하여 불순물을 제거하고 연료의 품질을 개선합니다.
- 탈황 (Desulfurization)
- 연료에서 황을 제거하여 배출 가스를 줄이는 과정입니다. 주로 수소화 탈황(Hydrodesulfurization) 방법이 사용됩니다.
- 탈질 (Denitrification)
- 연료에서 질소 화합물을 제거하는 과정입니다. 이를 통해 배출 가스 중 질소 산화물을 줄일 수 있습니다.
- 석유화학 공정 (Petrochemical Processes)
- 나프타 등 중간 제품을 이용하여 플라스틱, 합성 섬유, 합성 고무 등의 화학 제품을 생산하는 과정입니다.
새로운 원유 정제 기술은?
최근 몇 년간 원유 정제 기술은 지속적으로 발전하고 있으며, 여러 새로운 기술이 도입되고 있습니다. 아래는 그중 몇 가지 주요 기술들입니다:
- 촉매 개선
- 최신 연구는 더 효율적이고 내구성이 높은 촉매를 개발하는 데 중점을 두고 있습니다. 이는 정제 과정에서 더 높은 수율과 더 낮은 에너지 소비를 가능하게 합니다.
- 나노기술
- 나노기술을 이용한 촉매와 정제 공정이 도입되고 있습니다. 나노 촉매는 반응 속도를 높이고, 반응의 선택성을 향상시키며 이는 보다 효율적인 정제를 가능하게 합니다.
- 바이오 정제
- 바이오매스를 이용한 정제 공정이 연구되고 있습니다. 이는 전통적인 화석 연료를 대체할 수 있는 친환경적인 대안으로 주목받고 있습니다.
- 가스-액체 전환 (GTL)
- 천연가스나 바이오가스를 액체 연료로 전환하는 기술입니다. 이 기술은 가솔린, 디젤 등 고품질의 액체 연료를 생산할 수 있으며, 천연가스의 활용도를 높입니다.
- 수소화 공정
- 수소를 이용하여 원유 내 불순물을 제거하고, 더 경질의 연료를 생산하는 기술입니다. 이는 특히 황, 질소 등의 불순물 제거에 효과적입니다.
- 고급 분리 기술
- 분자 증류, 초임계 유체 추출 등 고급 분리 기술이 도입되어 더 정밀한 분리와 정제를 가능하게 합니다. 이는 고품질 제품 생산에 기여합니다.
- 에너지 효율 향상
- 열교환 시스템, 고효율 보일러 등 에너지 효율을 극대화하기 위한 기술들이 도입되고 있습니다. 이는 정제 공정의 에너지 소비를 줄이고, 운영 비용을 절감합니다.
- 디지털화 및 자동화
- 인공지능(AI)과 머신러닝을 이용해 정제 공정을 자동화하고 최적화하는 기술이 발전하고 있습니다. 이는 공정의 효율성을 높이고, 운영의 안정성을 향상시키는데 기여합니다.
원유 정제 기술 중에서 가장 중요한 기술을 하나만 꼽기는 어렵지만, 많은 전문가들은 분별 증류(Fractional Distillation)를 가장 핵심적인 기술로 꼽습니다. 그 이유는 다음과 같습니다:
- 기초 과정: 분별 증류는 원유 정제의 첫 번째 단계로, 원유를 다양한 구성 성분으로 분리하는 역할을 합니다. 이 단계에서 분리된 구성 성분들은 이후의 정제 과정에서 각각의 용도로 사용될 수 있습니다.
- 다양한 제품 생산: 분별 증류를 통해 휘발유, 경유, 등유, 중유 등 다양한 석유 제품을 생산할 수 있습니다. 이로 인해 원유의 활용도가 극대화됩니다.
- 효율성: 분별 증류는 원유를 다양한 끓는점에 따라 분리함으로써 매우 효율적으로 정제할 수 있습니다. 이는 다른 후속 정제 과정들이 효율적으로 이루어질 수 있는 기초를 제공합니다.
- 경제성: 다른 정제 기술들이 추가적인 비용과 복잡한 장비를 필요로 하는 반면, 분별 증류는 상대적으로 경제적이고 널리 사용되는 기술입니다.
물론, 분별 증류 외에도 크래킹(Cracking), 개질(Reforming), 수소처리(Hydrotreating) 등 중요한 기술들이 존재하며, 이들 기술들은 각각의 목적과 용도에 따라 중요한 역할을 합니다. 그러나 분별 증류는 원유 정제의 시작점이자 가장 기본적인 단계로, 전체 정제 과정의 기반을 이루기 때문에 가장 중요한 기술로 간주됩니다.
원유 정제 시설, 즉 정유공장은 원유를 다양한 석유 제품으로 변환하는 복잡한 공정을 수행하는 시설입니다. 이러한 공장은 일반적으로 여러 단계의 정제 과정을 통해 원유에서 유용한 화학 물질을 추출하고, 이를 연료, 윤활유, 아스팔트 등 다양한 제품으로 전환합니다. 기본적인 원유 정제 과정은 다음과 같습니다:
- 원유 탈염 및 예열: 원유는 정유 공장에 도착하면 먼저 탈염 과정을 거칩니다. 이 단계에서는 원유에 포함된 불순물과 소금을 제거합니다. 이후, 원유는 예열 과정을 통해 가열됩니다.
- 분별 증류: 가열된 원유는 분별 증류 탑으로 이동하여, 서로 다른 끓는점을 가진 성분으로 분리됩니다. 이 과정을 통해 가솔린, 디젤, 등유, 중유 등 다양한 제품이 생산됩니다.
- 전환 과정: 분별 증류를 통해 얻은 제품들은 종종 추가적인 처리 과정을 거칩니다. 크래킹(분해), 리포밍(구조 재조정), 알킬레이션(결합) 등의 공정을 통해 더 가치 있는 제품으로 변환됩니다.
- 정제: 이 단계에서는 유황과 같은 불순물을 제거하여, 연료의 품질을 향상시킵니다. 하이드로트리팅과 같은 공정이 이에 해당합니다.
- 혼합: 마지막으로, 다양한 화학적 특성을 가진 제품들이 특정 비율로 혼합되어 최종 제품이 됩니다. 이 과정을 통해 각종 연료의 품질 규정을 충족시킵니다.
정유 공장은 이러한 공정 외에도 원유 저장, 폐기물 처리, 부산물 관리 등 다양한 보조 공정을 포함합니다. 현대의 정유 공장은 매우 복잡하며, 고도의 기술과 엄격한 환경 규제 준수가 요구됩니다. 이러한 시설은 에너지 공급의 핵심적인 역할을 수행하며, 전 세계적으로 다양한 경제 활동을 지원합니다.
이 정도만 알아도 충분할 것 같네요 도움 되는 내용이었길 바라며 작성자는 ALLSINFO였습니다.
여기부터는 영어예요
Hello, it's allsinfo, which serializes all the useful knowledge and anything in the world. We use petroleum products a lot, but we're going to introduce them in detail and how they're made in which facilities and how they're divided. So here we go.
The crude oil refining process can be largely divided into several stages, each of which plays an important role in the conversion of crude oil into various chemicals and fuels. Below is a description of the important parts of the crude oil refining process.
When crude oil pretreatment arrives at the refinery, it first goes through a pretreatment process to remove impurities. In this step, water, minerals, and other impurities are separated from the crude oil and treated. The pretreatment process is important to increase the efficiency of subsequent processes and to prevent any damage to the equipment.
The fractional distillation pretreated crude oil moves to the fractional distillation tower and is distilled. In this process, crude oil is separated into components with different boiling points at different temperatures. Light components (e.g., gasoline, kerosene) are collected from the top of the tower, and heavy components (e.g., diesel, lubricating oil) are collected from the bottom.
The products obtained through conversion fractionation distillation often differ from the desired specifications. The conversion process chemically converts these products into more valuable products. These include cracking (decomposing crude oil into lighter molecules) and reforming (improving quality by changing the molecular structure).
The purification process removes any remaining impurities from the product. This can improve the quality of the fuel and reduce emissions. The purification process includes hydrogenation purification, desulfurization, denitrification, etc.
Mixing and Packaging Finally, the refined products are mixed at different ratios depending on the purpose of use. For example, gasoline is mixed with various additives to determine the properties of the final product. The product is then packaged and brought to market.
Quality Control The final step in the crude oil refining process is thorough quality control. Products extracted at each stage must meet strict quality standards, for which various tests and analyses are performed. The quality control process checks the chemical components, physical properties, safety, etc. of the products to ensure that the final product complies with the regulations.
It is very important to manage pollutants generated from the environmental management refining process and to minimize their impact on the environment. To this end, the refining plant implements environmental protection measures such as waste treatment, emissions purification, and water quality control. Renewable energy use and energy efficiency improvement are also considered for sustainable operation.
Refined crude oil products are used for various purposes and include the following main products:
Gasoline (petrol)
It is mainly used as automobile fuel and has the characteristics of high-speed combustion.
It is used as fuel for diesel trucks, buses, and some passenger cars. It has a higher energy density than gasoline, so it is more fuel efficient.
Kerosene (Kerosene)
It is widely used as fuel for aircraft and is also used as kerosene for heating.
aviation oil
It is mainly used as fuel for jet-engine aircraft. It has high stability and energy density.
lubricating oil
It is used as a lubricant for engines, machines, etc., and reduces friction and extends the life of the machine.
heavy oil
It is used as fuel for ships and industrial boilers. It is a high viscosity and inexpensive fuel.
asphalt
It is used as a building material for road pavement, roofing, etc.
LPG (liquefied petroleum gas)
It is mainly used as household fuel, industrial fuel, and automobile fuel. Propane and butane are the main ingredients.
NAFTA
It is used as a raw material for petrochemical processes. It is a basic raw material for plastics, chemical fibers, and synthetic rubbers.
petroleum coke
It is used as fuel in steel mills and cement factories and has a high carbon content.
The process used for crude oil refining is as follows.
Fractional Distillation
It is the process of heating crude oil to separate several components according to their boiling points. Each component is collected at different heights in the distillation column.
Cracking
It's the process of breaking down large molecules into smaller molecules. There are heat cracking and catalytic cracking, which produces hard fuels like gasoline.
Reforming
It is the process of converting low-quality naphtha into high-quality gasoline. It uses catalysts to change the structure of molecules.
Alkylation
It is the process of combining low-molecular-weight hydrocarbons to make high-octane gasoline components. This improves fuel quality.
Isomerization
It is the process of converting straight-chain hydrocarbons into branched hydrocarbons to increase the octane value of fuel, which improves engine performance.
Hydrogenation (Hydrotreating)
It is the process of removing impurities such as sulfur, nitrogen, and metal from crude oil products. It uses hydrogen to remove impurities and improve fuel quality.
탈황 (Desulfurization)
It is the process of reducing emissions by removing sulfur from the fuel. Hydrogenation desulfurization is mainly used.
탈질 (Denitrification)
This is the process of removing nitrogen compounds from the fuel. This can reduce nitrogen oxides in the emissions.
Petrochemical Processes
It is the process of producing chemical products such as plastics, synthetic fibers, and synthetic rubber using intermediate products such as naphtha.
What is the new crude oil refining technology?
In recent years, crude oil refining technology has continued to develop, and several new technologies have been introduced. Below are some of the key technologies:
catalyst improvement
Recent research has focused on developing more efficient and durable catalysts, which enable higher yields and lower energy consumption during the purification process.
nanotechnology
Catalysts and purification processes using nanotechnology are being introduced. Nanocatalysts speed up the reaction and improve the selectivity of the reaction, enabling more efficient purification.
bio-refining
A refining process using biomass is being studied. It is attracting attention as an eco-friendly alternative to traditional fossil fuels.
Gas-liquid conversion (GTL)
It is a technology that converts natural gas or biogas into liquid fuel. This technology can produce high-quality liquid fuels such as gasoline and diesel, and increases the utilization of natural gas.
a hydrogenation process
It is a technology that uses hydrogen to remove impurities from crude oil and produce harder fuels. This is particularly effective in removing impurities such as sulfur and nitrogen.
advanced separation technology
Advanced separation techniques such as molecular distillation and supercritical fluid extraction are introduced, enabling more precise separation and purification. This contributes to the production of high-quality products.
Energy efficiency improvement
Technologies to maximize energy efficiency, such as heat exchange systems and high-efficiency boilers, are being introduced. This reduces the energy consumption of the refining process and reduces operating costs.
Digitization and Automation
Technologies are advancing to automate and optimize refining processes using artificial intelligence (AI) and machine learning. This increases the efficiency of processes and improves the stability of operations.
Although it is difficult to single out the most important technology among crude oil refining technologies, many experts cite fractional distilling as the most important technology. The reasons are as follows:
Foundation Process: Separate distillation is the first step in crude oil refining, which is responsible for separating crude oil into various components. The components separated in this step can be used for their respective purposes in subsequent purification processes.
Diverse Products Production: Separate distillation enables the production of a variety of petroleum products, including gasoline, diesel, kerosene, and heavy oil, which maximizes utilization of crude oil.
Efficiency: Segmental distillation can be purified very efficiently by separating crude oil according to various boiling points. This provides the basis for other subsequent purification processes to take place efficiently.
Economy: While other refining techniques require additional costs and complex equipment, fractional distillation is a relatively economical and widely used technique.
Of course, in addition to fractional distillation, there are important technologies such as cracking, reforming, and hydrogen treatment, and these technologies play an important role depending on their purpose and use. However, fractional distillation is considered the most important technology because it is the starting point and the most basic stage of crude oil purification and forms the basis of the entire purification process.
A crude oil refining facility, or refinery, is a facility that performs the complex process of converting crude oil into various petroleum products. These plants typically extract useful chemicals from crude oil through a multi-step refining process and convert them into various products such as fuel, lubricating oil, and asphalt. The basic crude oil refining process is as follows:
Crude oil desalination and preheating: Crude oil first goes through a desalination process when it arrives at an oil refinery. This step removes impurities and salt from the crude oil. After that, the crude oil is heated by a preheating process.
Segmental Distillation: The heated crude oil moves to the segregation distillation tower and separates it into components with different boiling points. This process produces a variety of products, including gasoline, diesel, kerosene, and heavy oil.
Conversion process: Products obtained through fractional distillation often go through additional processing processes. They are converted into more valuable products through processes such as cracking (decomposition), reforming (restructuring), and alkylation (combination).
Refining: This step improves fuel quality by removing impurities such as sulfur. This includes processes such as hydrotreating.
Mixing: Finally, products with various chemical properties are mixed in a specific proportion to become the final product. This process meets the quality regulations of various fuels.
In addition to these processes, refineries cover a variety of auxiliary processes, such as crude oil storage, waste treatment, and by-products management. Modern refineries are highly complex, requiring a high degree of technology and strict environmental regulatory compliance. These facilities play a key role in energy supply, supporting various economic activities around the world.
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